无机材料的晶体结构基础ppt课件.ppt

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主讲教师：李志成无机材料物理性能2011课程复习 Outline无机材料物理基础无机材料的热性能无机材料的导电性能无机材料的介电性能无机材料的磁学性能无机材料的光学性能 无机材料物理基础无机材料的晶体结构无机材料的晶体结合无机材料的晶格振动材料的电子状态与分布 材料的物理性能根本上是由物质结构特性（即化学键的性质、电子结构和晶体结构）决定的。了解晶体结构、晶体中原子和电子的状态，有助于分析和研究材料性能参数的物理现象和物理本质；有助于通过理论与计算预测所设计材料的相组分、结构与性能。无机材料的晶体结构基础 晶体的基本特征是结构具有周期性。用空间点阵概括周期性，空间点阵是由R=l1a1+l2a2+l3a3的点的集合组成的点阵。布喇菲格子的最主要特征是每个格点周围的情况都一样。对于多个原子组成的“分子”，将其看作基元。真实的晶体结构是由点阵+基元构成。晶体结构的周期性重复单元称为原胞。最小的重复单元是固体原胞。晶体中的晶面用密勒指数表示。无机材料的晶体结构基础 根据原胞基矢（a1、a2、a3）定义倒格子基矢量（b1、b2、b3）倒格矢及其相关意义倒格子：以b1、b2、b3为基矢的格子是以a1、a2、a3为基矢的格子的倒格子。无机材料的晶体结构基础正格子与倒格子的几何关系 正格子基矢和倒格子基矢的关系备注：如果知道一维原子链的原子间距，如何获得倒格子？=2(i=j)ai·bj=2ij=0(ij)无机材料的晶体结构基础倒格矢及其相关意义正格子与倒格子的几何关系 倒格子与正格子间的相互转化（简单单斜点阵在(010)上的投影及部分倒格子点阵）(100)(001)O1002000010020031012011030Rl·kh=2无机材料的晶体结构基础正格子与倒格子的几何关系倒格矢及其相关意义 倒格子与布里渊区维格纳－赛茨原胞：１、把经过某个格点O与其所有相邻格点用直线连接起来；２、在这些连线的中点处作垂直线或垂面；以这种方式围成的最小体积就是Wigner-Seitzcell。这种晶胞同样可以填满整个空间。O无机材料的晶体结构基础O倒格矢及其相关意义 布里渊区（BrillouinZone）定义：倒格子空间的维格纳－赛茨原胞。作由原点出发的诸倒格矢的垂直平分面，这些平面完全封闭形成的最小的多面体（体积最小）------第一布里渊区（如图）。(2/a)i-(2/a)i(2/a)j-(2/a)j无机材料的晶体结构基础倒格子与布里渊区倒格矢及其相关意义 吸引力：原子间距较大时，吸引起主要作用；吸引作用来源于异性电荷之间的库仑引力。排斥力：间距较小时，排斥作用起主要作用；作用则来自两个方面：一方面同同性电荷之间的库仑斥力；另一方面是泡利不相容原理所引起的排斥力。在某一适当的距离r0，两种作用相抵消，使晶体处于稳定状态。晶体的结合晶体相互作用曲线无机材料的晶体结合结合力的一般性质 由势能u(r)可以按下式计算互作用力：f(r)=-du(r)/dr当两原子很靠近时，斥力大于引力，总的作用力f(r)0。当两原子相离比较远时，总的作用力为引力，f(r)0U晶体相互作用曲线无机材料的晶体结合晶体的结合结合力的一般性质 原子间存在相互作用导致原子形成固体，原子间的这种相互作用称作键。基本的键有五种类型：离子键、共价键、金属键、范氏键和氢键。前三种是强键，后两种是弱键。结合力的不同可以将其分成五个典型的结合类型:离子晶体、原子晶体、金属晶体、分子晶体、氢键晶体晶体的结合类型无机材料的晶体结合晶体的结合 固体的结合全部归因于电子的负电荷和原子核的正电荷之间的静电吸引作用。但不同类型，表现形式不同。离子键是由异性离子的静电吸引而形成；共价键是反平行自旋的交叠电子，通过静电吸引束缚与它们关联的离子而形成；金属键是靠负电子云同正离子实间的库仑力形成；晶体的结合类型无机材料的晶体结合晶体的结合 格波格波：晶格中的所有原子以相同频率振动而形成的波，或某一个原子在平衡位置附近的振动是以波的形式在晶体中传播形成的波。一维单原子晶格的线性振动无机材料的晶格振动简谐近似下，格波是简谐平面波。 格波波长:格波波矢:格波相速度:不同原子间位相差:格波方程:相邻原子的位相差:格波的波形图一维单原子晶格的线性振动无机材料的晶格振动 相邻原子位相差举例说明格波2(green)波矢:格波1(red)波矢：相邻原子位相差：相邻原子的位相差:λ=4a一维单原子晶格的线性振动无机材料的晶格振动 -/2a,0/2aq(2ks/M)1/2(2ks/m)1/2(2ks/)1/2光频支+声频支-一维双原子复式格子的振动频谱一维双原子晶格的线性振动无机材料的晶格振动求频率的取值 复式格子两种格波的振动频率，-—支格波的频率总比+—支的低。+支格波：光学支格波（光学波）可以用红外光来激发；-支格波：声频支格波（声学波），可以用超声波来激发。一维双原子晶格的线性振动无机材料的晶格振动-/2a,0/2aq光频支+声频支- 晶格振动是晶体中诸原子（离子）集体在作振动，其结果表现为晶格中的格波。声子----晶格振动中的独立简谐振子的能量量子。一、声子概念晶格振动的量子化---声子无机材料的晶格振动 ——声子是一种元激发，可与电子或光子发生作用——晶格振动的问题声子系统问题的研究——每个振动模式在简谐近似条件下都是独立的——声子系总是无相互作用的声子气组成的系统——声子具有能量_动量，看作是准粒子晶格振动——声子体系一、声子概念晶格振动的量子化---声子无机材料的晶格振动 无机材料的热学性能无机材料的热溶无机材料的热膨胀无机材料的热传导无机材料的热稳定性这些性质与材料成分组成、晶体结构、微观结构的关系。 无机材料的电导性质电导的基本性质离子导电电子导电无机材料的电导半导体陶瓷的物理效应 微观上搬运电荷的自由粒子称为载流子。物质中只要存在载流子，就可在电场在作用下产生导电电流。载流子种类：①电子或空穴——电子导电②离子（正离子、负离子及其空位）——离子导电电介质陶瓷主要是离子导电；离子载流子的运动伴随着明显的质量迁移，有的可能发生氧化还原反应而产生新的物质。半导体陶瓷、导电材料、超导电材料主要呈现电子导电。无机材料的电导性质载流子概念与含义 载流子的物理特征(1)霍尔效应：电子电导的特征是具有霍尔效应。沿试样x轴方向通入电流I（电流效应Jx），Z轴方向加一磁场Hz，那么在y轴方向将产生一电场Ey，这一现象称为霍尔效应。(2)电解效应：离子电导的特征是存在电解效应。离子的迁移伴随着一定的质量变化，离子在电极附近发生电子得失，产生新的物质，这就是电解现象。遵循法拉第定律（M=KQ=KIt）无机材料的电导性质载流子概念与含义 载流子的迁移率：载流子在单位电场中的迁移速度。设单位截面积内载流子浓度为n、每个载流子的荷电量为q，则参加导电的自由电荷的浓度为nq。当电场E作用于该材料上时，作用于每个载流子的电场力为qE，电荷在这个力的作用下发生漂移，其平均速率为v。则电流密度为J=nqv根据欧姆定律得到电导率为σ=J/E=nqv/EESn载流子概念与含义无机材料的电导性质 电导率为σ=J/E=nqv/E引入载流子的迁移率概念μ=v/E则得出：电导率是载流子电荷浓度浓度与迁移率的乘积σ=nqμ无机材料的电导性质载流子概念与含义 如果有多种载流子对电导作贡献，则总电导率为该式反映电导率的微观本质，即宏观电导率σ与微观载流子的浓度n、每一种载流子的电荷量q以及每种载流子的迁移率μ的关系。无机材料的电导性质载流子概念与含义 由此可见，离子载流子主要产生于离子晶体中。载流子在电场作用下进行定向运动，产生导电电流，即形成离子导电。这样，离子载流子的总浓度可表达为：式中，nZ为能够产生理解的杂质离子浓度，UZ为形成一个杂质离子缺陷所需的能量，k为玻耳兹曼常数，T为热力学温度。离子载流子的总浓度离子载流子的浓度无机材料的电导性质 E间隙离子扩散势垒根据波尔兹曼统计分布，在温度T时，离子具有能量为E的几率与exp(-E/kT)成正比；离子的迁移与电导由于间隙原子向六个方向跃迁的概率相同，单位时间沿某一方向跃迁的次数为：P=(/6)exp(-E/kT)无机材料的电导性质 所以，载流子沿电场力的方向的迁移率为：=v/E=(a2q/6kT)exp(-E0/kT)一般离子的迁移率为10-13～10-16m2/sV,k=0.86×10-4(eV/K)例：晶格常数a=5×10-8cm，振动频率1012Hz，势垒0.5eV，常温300K，=6.19×10-11cm2/sV离子的迁移与电导无机材料的电导性质 间隙离子的电导率根据电导率公式=nq其中n、q、μ分别为发生迁移的离子数、离子电量和迁移率。则Ws------电导的活化能，包括缺陷的形成能和迁移能，As=Na20q2/6kT，可认为常数；N为间隙离子的浓度。离子的迁移与电导无机材料的电导性质 金属导电与功能陶瓷材料导电金属导电：是其中的自由电子的运动，自由电子的量子化特征很不显著，如它的能量不是量子化的、而是可以连续变化的。所以金属中自由电子的运动可以用经典力学理论描述。陶瓷材料，电子所具有的能量是不同且不连续的。在稳定状态下，各电子处于可能的最低能级运转，只有受到其它电、热、磁等作用获得足够大能量时，才能跃迁到更高的能级；而从高能级返回低能级时，将放出高、低能级间相差的能量。无机材料的电导性质 无机材料的介电性质极化及相关特性介质损耗及相关特性介电强度铁电体与铁电性无机材料的压电性质 电介质：在电场作用下，能建立极化的一切物质。无机材料的介电性质电介质在电场作用下产生感应电荷的现象称为电介质的极化。介质的最重要性质就是能够极化极化概念 电极化：在外电场作用下，介质内的质点(原子、分子、离子)正负电荷重心的分离，使其转变成偶极子的过程。或在外电场作用下，正、负电荷尽管可以逆向移动，但它们并不能挣脱彼此的束缚而形成电流，只能产生微观尺度的相对位移并使其转变成偶极子的过程。偶极子：构成质点的正负电荷沿电场方向在有限范围内短程移动，形成一个电荷对。极化概念无机材料的介电性质 质点的极化率单位电场作用下，质点电偶极矩的大小称为质点的极化率：=/Eloc=ql/Eloc式中，Eloc为作用在微观质点上的局部电场。质点的极化率表征材料的极化能力，只与材料的性质有关，（单位：法·米２，F·m2）。极化概念无机材料的介电性质 介电系数：是衡量介质的极化行为或储存电荷能力的重要参数，通常也称为介电常数或电容率。介电系数（介电常数）如图平行板电极系统：真空、面积A、极板间距d、直流电压V，板极上充有电荷Q，则该系统的电容量C0为：C0=Qo/VV真空+------++++++Q0-Q0eC0=ε0(A/d)无机材料的介电性质 当平行板间为电介质时，其它条件不变，极板上的电荷增量为Q，则Q=CVC=ε′(A/d)式中，ε′为电介质的介电常数，为单位尺寸（A=1cm2,d=1cm）时陶瓷介质电容器系统电容量的大小。V+------++++++Q0-Q0介质e介电系数：是表征介质储存电荷的能力、是介质的特征参数。介电系数（介电常数）无机材料的介电性质 极化的基本形式无机材料中极化的基本质点：电子、离子、偶极子极化的基本形式：第一种：位移式极化——弹性的、瞬间完成的、不消耗能量。如，电子位移极化、离子位移极化；第二种：松弛极化——极化与热运动有关，其完成需要一定的时间，且是非弹性的，需要消耗一定的能量。如，电子松弛极化、离子松弛极化。无机材料的介电性质 各种极化形式的比较极化形式电介质种类频率范围与温度的关系能耗电子位移极化一切陶瓷直流、光频无关无离子位移极化离子结构直流、红外温度升高极化增强很弱离子松弛极化离子不紧密的材料直流、超高频随温度变化有极大值有电子位移松弛极化高价金属氧化物直流、超高频随温度变化有极大值有无机材料的介电性质 [1]电子位移极化：在外电场作用下，原子外围的电子云相对于原子核发生相对位移形成的极化，电子极化率依赖于频率；在光频范围内，由于其它极化跟不上电场的变化，此时的介电常数几乎全来自电子极化率的贡献。[2]离子位移极化：离子在电场的作用下，偏移平衡位置引起的极化；离子位移极化与电子位移极化的表达式一样，都具有弹性偶极子的极化性质。无机材料的介电性质极化与介电常数之间的关系 [3]离子松弛极化：完整离子晶体中，离子本身能量较高，易被活化迁移——弱联系离子，在电场作用下，弱联系离子可以从一个平衡位置转到另一个平衡位置，发生不可逆的迁移；离子松弛极化质点只作有限距离的迁移，只能在结构松散区附近或缺陷区附近移动。无机材料的介电性质无机材料的介电性质极化与介电常数之间的关系 [4]电子松弛极化：在晶格热振动下，弱束缚电子吸收很少的能量就处于激发态，由低级局部能级跃迁到较高能级；处于激发态的电子连续地由一个阳离子结点转移到另一个阳离子结点；在外加电场的作用下，该弱束缚电子的运动具有一定的方向性，由此引起极化，弱束缚电子的迁移距离为几个离子半径；电子松弛极化可使介电材料具有异常高的介电常数，介电常数达到几千至几万，但同时会形成大量的能量损耗。无机材料的介电性质极化与介电常数之间的关系 陶瓷材料的介质电损耗降低陶瓷材料介质损耗的常用方法由于陶瓷材料中引起介质损耗的主要原因是介质中存在弱联系离子和弱束缚电子引起的电导和松弛极化，针对具体的陶瓷材料，可采取相应措施尽可能降低材料介质损耗。无机材料的介电性质 陶瓷材料的介质电损耗降低陶瓷材料介质损耗的常用方法[A]根据使用要求选择结构紧密的主晶相如果使用频率很高（百兆赫以上），要求材料的介质损耗很小。根据介质损耗产生原理，首先应考虑选择结构紧密地主晶相，如刚玉（Al2O3）等，其次工艺上要保证晶格畸变小，杂质尽可能少。[B]尽量避免形成缺位固溶体和插入固溶体因为这类固溶体中存在较多的弱联系离子，会引起较大的介质损耗。无机材料的介电性质 陶瓷材料的介质电损耗降低陶瓷材料介质损耗的常用方法[C]防止晶体发生多晶转变因为多晶转变容易产生晶格缺陷，使材料的电性能下降、损耗增加。如在滑石瓷中，当滑石转变为顽辉石时要析出游离的方石英。3Mg0.4SiO2·H2O→3(MgO·SiO2)+SiO2+H2O滑石原顽辉石无机材料的介电性质 陶瓷材料的介质电损耗降低陶瓷材料介质损耗的常用方法[C]3Mg0.4SiO2·H2O→3(MgO·SiO2)+SiO2+H2O原顽辉石在高温时会发生多晶转变，生成斜顽辉石。游离方石英在陶瓷中产生较大的体积效应，容易使材料不稳定和损耗大。补救办法：加如1%Al2O3,使之与SiO2作用形成性能良好的硅线石（Al2O3·SiO2），可防止方石英的多晶转变。无机材料的介电性质 陶瓷材料的介质电损耗降低陶瓷材料介质损耗的常用方法[D]采取适当的烧成气氛或添加补偿杂质对于容易产生弱束缚电子的晶相，如含有易变价的氧化物，这是一种可行方法。如金红石瓷，TiO2的原料中往往含有高价杂质如Nb2O5,在还原气氛下发生以下反应：(1-x)TiO2+x/2Nb2O5→[Ti4+(1-x)Ti3+xNbx5+]O2+x/4O2部分T4+变成Ti3+,而O2-得到电子生成O2离开晶体，形成氧空位。T3+实际上是Ti4+弱束缚了一个电子。可能形成较大的电导损耗，也会形成电子松弛极化损耗。无机材料的介电性质 陶瓷材料的介质电损耗降低陶瓷材料介质损耗的常用方法[D]补救办法：在配料中加入低价离子，如Al2O3，(1-x)TiO2+x/2Nb2O5+x/2Al2O3→[Ti4+(1-x)Al3+xNbx5+]O2+x/4O2由于Al3+的补偿作用，防止了Ti3+的出现和弱束缚电子形成，消除了产生电子松弛极化和电子电导损耗的根源。无机材料的介电性质 陶瓷材料的介质电损耗降低陶瓷材料介质损耗的常用方法[E]尽量减少玻璃相若为了改善工艺性能引入较多玻璃相时，应采用“中和效应”和“压抑效应”以降低玻璃相的电导损耗和松弛极化损耗，或采取无碱玻璃代替含碱金属离子的玻璃相。无机材料的介电性质 陶瓷材料的介质电损耗降低陶瓷材料介质损耗的常用方法[F]控制好烧成工艺，防止“欠烧”和“过烧”选择合适的烧结温度，以获得烧结良好的陶瓷体，降低陶瓷材料的气孔率；烧结过程中升降温速度合理，防止急冷急热；必要的陶瓷表面清洁处理。无机材料的介电性质 无机材料的磁学性能磁性基础磁性性质铁氧体的磁性磁性的交叉物理效应（应用） 磁学性质物理概念磁化强度矫顽力剩余磁化强度磁畴磁畴壁自发磁化电学性质物理概念极化强度矫顽力剩余极化强度电畴电畴壁自发极化.磁性质与介电性质 铁磁性除与电子结构有关外，还决定于晶体结构。处于不同原子间的、未被填满壳层上的电子发生特殊的相互作用。这种相互作用称为“交换”作用。在晶体内，参与这种相互作用的电子已不再局限于原来的原子，而是“公有化”了。原子间好像在交换电子，故称为“交换”作用。电子的交换作用无机材料的磁学性能(参考电子的共有化运动)电子的共有化运动++ 如图，当原子间距a与未被填满的电子壳层直径D之比大于3时，交换能为正值；当a/D<3时，交换能为负值，为反铁磁性。电子的交换作用交换能与铁磁性的关系a/D35铁磁性范围γFe反铁磁性无机材料的磁学性能 对于尖晶石铁氧体，其a/D值约为2.5量级。按交换作用结果，其磁性很弱，但实际上它的磁性很强。在这类型材料中，过渡金属离子不是直接接触和相互作用，直接相互作用能很小，而是通过中间阴离子氧来发生作用的。这就是接下来将介绍的“超交换作用”。超交换作用无机材料的磁学性能 如图为一个3原子系统，中间为O2-离子，两侧分别为磁性金属离子M1和M2。由于中间氧的隔离屏蔽作用，a/D很小，两侧离子难于发生直接相互作用。无机材料的磁学性能超交换作用 无机材料的磁学性能当氧离子的2p轨道扩张到磁性离子的电子轨道范围，也有可能进入到磁性离子的3d轨道，既发生p轨道与d轨道轻微的重叠造成的电子交换。超交换作用 无机材料的磁学性能假设M1和M2的3d轨道上都有5个以上的电子，M1的自旋方向朝上。根据洪特准则，O2-的2p轨道中只有自旋方向朝下的电子才有可能进入M1的3d轨道，产生磁矩。同时，氧离子在p轨道的另一侧电子受到相同轨道其它电子的库仑排斥力作用。超交换作用 无机材料的磁学性能由于泡利不相容原理，O2-的2p轨道中的第二个电子的自旋与先前第一个电子自旋是异向平行的，自旋朝上并与M2相互作用，在M2中产生与M1方向相反的磁矩。超交换作用 无机材料的磁学性能这种由于氧这一非磁性中间离子的介入，使磁性离子M1和M2产生相互作用的现象称为超相互作用。这种中间非磁性离子还有S2-Se2-等。超交换作用 无机材料的磁学性能例如，在ZnFe2O4尖晶石型铁氧体中，具有电子组态d10的Zn2+离子占据A位，所有Fe3+离子均占据B位。由于Zn2+中没有不成对的自旋电子，在A位的Zn2+与B位的Fe3+之间没有超交换作用，而仅仅在B位的Fe3+间发生B-B超交换作用，这引起Fe3+磁矩的反平行排列。因为磁矩相同，所以观察不到ZnFe2O4中的磁化作用。超交换作用 无机材料的磁学性能例如，在MnCr2O4尖晶石型铁氧体中，B-B、A-B交换作用同样重要。超交换作用A-B（Mn2+-Cr3+）趋向于使Mn2+的磁矩与Cr3+反平行；但同时出现B-B（Cr3+-Cr3+）超交换作用，破坏Cr3+的亚晶格磁矩平行排列。这样出现非常复杂的磁结构：形成三种磁亚晶格，其中之一是由A位的Mn2+阳离子的磁矩组成，其余的两个为B位的取向不同的Cr3+离子磁矩组成。超交换作用 尖晶石型铁氧体铁氧体的结构与磁性尖晶石（Spinel）铁氧体的化学分子式：M2+O·Fe23+O3(或M2+Fe23+O4)。M为Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mg、Zn、Cd等二价金属或它们的复合体；单胞离子数：一个铁氧体单胞内有56个离子，其中8个M2+离子、16个Fe3+离子和32个O2-离子。1、晶体结构AB2O4 无机材料的光学性质光与物质的相互作用光的反射与折射光在介质中的传播光的吸收、色散与散射无机材料的透光性无机材料的颜色无机材料的红外光学性质光学材料与应用 光和物质相互作用的过程可以看作是组成物质的原子或分子体系在入射光波电场的作用下，正负电荷发生相反方向的位移，并跟随光波的频率作受迫振动，产生感生电偶极矩，进而产生电磁波辐射的过程。这一过程也为发射次波的过程。1、光与物质相互作用交变电偶极子向空间发射电磁波 根据麦克斯韦电磁理论，电磁波在固体中的传播速度v与反映材料极化特性的相对介电常数εr和磁化特性的相对磁导率μr及真空中的光速c有如下的关系：（2.1）该式反映了材料的性质对光传播的影响。对于非磁性材料，r1.2、光的反射与折射 一束平行光照射材料时部分光的能量被吸收，其强度将被减弱；介质中光的传播速度比真空中小，且随波长而变化产生色散现象；光在传播时，遇到结构成分不均匀的微小区域，有一部分能量偏离原来的传播方向而向四面八方弥散开来，即发生散射现象。其中光的吸收和散射都会导致原来传播方向上的光强减弱。4、光的吸收和散射 5、光的透射影响材料透光性的因素对于陶瓷等电介质材料，材料的吸收率在可见光范围内是比较低的，可见光吸收损失相对较小，对透光率的影响不属主要因素。[1]吸收系数[2]反射系数[3]散射系数 5、光的透射影响材料透光性的因素材料对周围环境的相对折射率大，发射损失也大。另外，材料表面的光洁度也影响透光性能。[1]吸收系数[2]反射系数[3]散射系数 5、光的透射影响材料透光性的因素[1]吸收系数[2]反射系数[3]散射系数它对陶瓷材料的透光率影响最大。受以下因素作用：①材料的宏观与显微缺陷：杂质与主晶相的折射率不同，相对折射率越大，散射越大。②晶粒排列方向：晶轴不同折射率不同；晶粒之间（晶界）产生散射；玻璃或微晶材料能有明显提高透光性。③气孔引起散射：涉及相对折射率不同。 5、光的透射提高无机材料透光性的措施提高原材料纯度掺加外加剂改善制备工艺杂质形成的异相的折射率与基体不同，相当于形成了分散的散射中心，提高了材料的散射系数。掺加外加剂目的是降低材料的气孔率，因为气孔影响材料透光性的最主要的因素。在烧结阶段，由于晶粒长大、连接，使气孔向界面迁移，形成闭孔。 5、光的透射提高无机材料透光性的措施提高原材料纯度掺加外加剂改善制备工艺如：在Al2O3中加入少量的MgO来抑制晶粒长大，在新生成晶粒表面形成一层黏度较低的NgO·Al2O3尖晶石。一方面可以阻碍Al2O3晶粒迅速长大，另一方面又使气泡有充分时间逸出，从而提高材料的透明度。但是，新生成的尖晶石的折射率（1.72）比Al2O3的（1.76）小，使两者的相界面上产生的相对折射率不等于1，从而增加了发射和散射。所以MgO掺量过多也会引起透光率下降。 5、光的透射提高无机材料透光性的措施提高原材料纯度掺加外加剂改善制备工艺为了改善MgO的副作用，还可以添加Y2O3、La2O3等外加剂，使它们溶于尖晶石中形成固溶体。根据Lorentz-Lorenz公式，离子半径越大的元素，电子位移极化率越大，因而折射率也越大。离子半径Mg2+0.056nm,Y3+0.093nm,La3+0.115nm。这样可以使尖晶石的折射率接近Al2O3的折射率，减少晶界的界面反射和散射。 5、光的透射提高无机材料透光性的措施提高原材料纯度掺加外加剂改善制备工艺一般地，热压烧结比普通烧结更便于排除气孔。热等静压烧结的效果更好。热锻法也有效：采用较高的温度和较大的压力，使坯体产生较大的塑性变形，使晶粒定向排列。这样，同一方向上晶粒之间的折射率一致，从而减少了界面反射。实践证明，热锻法制得的Al2O3陶瓷具有相当好的透射率。 固体的“热胀冷缩”是自然界存在的普遍现象，试从原子间作用力角度解释这种现象。材料的热导性能受多种因素影响，比较同一化学组成的单晶、多晶、非晶态无机非金属材料的热导率随温度的变化情况。 ①如何理解磁畴和电畴？②氧是一种非磁性特征的原子，举例说明为何铁氧体材料含有许多氧离子却能呈现磁性性质？ 关于课程考试时间：12月26日（星期一）15:20-17:00地点：新校区教学楼B110、B113方式：开卷工具：笔、参考书、课堂笔记等要求：携带有效证件；遵守考场规则（一旦发现有舞弊现象，立即停止考试，严重者报学校处理） 非常感谢各位选修本课程！祝各位：学业有成！开心每一天！